高中物理第2章波粒二象性第1节光电效应第2节光子学业分层测评粤教版.pdf

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1、精品教案可编辑第1节 光电效应第 2 节 光子(建议用时：45 分钟)学业达标 1产生光电效应时，关于逸出光电子的最大初动能Ek，下列说法正确的是()A对于同种金属，Ek与照射光的强度无关B对于同种金属，Ek与照射光的波长成反比C对于同种金属，Ek与照射光的时间成正比D对于同种金属，Ek与照射光的频率成线性关系E对于不同种金属，若照射光频率不变，Ek与金属的逸出功成线性关系【解析】EkhWhcW，同种金属逸出功相同，最大初动能与照射光强度无关，与照射光的波长有关但不是反比例函数关系，最大初动能与入射光的频率成线性关系，不同种金属，保持入射光频率不变，最大初动能Ek与逸出功成线性关系【答案】AD

2、E2如图2-1-3所示是某金属在光的照射下，光电子最大初动能Ek与入射光频率的关系图象，由图象可知()图 2-1-3A该金属的逸出功等于EB该金属的逸出功等于h0C入射光的频率为0时，产生的光电子的最大初动能为ED入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为EE入射光的频率为20时，产生的光电子的最大初动能为2E【解析】题中图象反映了光电子的最大初动能Ek与入射光频率的关系，根据爱因精品教案可编辑斯坦光电效应方程EkhW0，知当入射光的频率恰为金属的截止频率0时，光电子的最大初动能Ek0，此时有h0W0，即该金属的逸出功等于h0，根据图线的物理意义，有W0E，故选项A、B、D 正确，而选项

3、C、E 错误【答案】ABD3实验得到金属钙的光电子的最大初动能Ekm与入射光频率的关系如图2-1-4所示下表中列出了几种金属的截止频率和逸出功，参照下表可以确定的是()图 2-1-4金属钨钙钠截止频率0/1014 Hz10.957.735.53逸出功W/eV4.543.202.29A.如用金属钨做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大B如用金属钠做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，其斜率比图中直线的斜率大C如用金属钠做实验得到的Ekm-图线也是一条直线，设其延长线与纵轴交点的坐标为(0，Ek2)，则Ek2Ek1D如用金属钨做实验，当入射光的频率W，Ekc19Ek.【答案

4、】能19Ek6已知：功率为100 W 灯泡消耗的电能的5%转化为所发出的可见光的能量，光速c 3.0 108 m/s，普朗克常量h 6.63 10 34J s，假定所发出的可见光的波长都是560 nm，计算灯泡每秒内发出的光子数【解析】波长为 的光子能量为Ehc设灯泡每秒内发出的光子数为n，灯泡电功率为P，则nkPE式中，k5%是灯泡的发光效率得：光子数nkP hc代入题给数据得n 1.4 1019(个)【答案】1.4 1019个能力提升 7如图 2-1-5所示为研究光电效应规律的实验电路，电源的两个电极分别与接线柱c、d连接，用一定频率的单色光a照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，

5、而且另一频率的单色光b照射该光电管时，灵敏电流计G 的指针不偏转 下列说法正确的是()【导学号：78220020】精品教案可编辑图 2-1-5Aa光的频率一定大于b光的频率B电源正极可能与c接线柱连接C用b光照射光电管时，一定没有发生光电效应D若灵敏电流计的指针发生偏转，则电流方向一定是由e GfE若增加a光的强度，则单位时间内逸出的光电子数增加，逸出的光电子最大初动能变大【解析】用单色光a照射光电管时，灵敏电流计G 的指针会发生偏转，而用单色光b照射时，电流计 G 的指针不偏转，说明单色光a的频率一定大于单色光b的频率，A 对 单色光a照射时一定发生光电效应，单色光b照射时可能发生光电效应，

6、但由于加反向电压，光电流为零，也可能没有发生光电效应，C 错误，B 对若灵敏电流计的指针发生偏转，电流方向一定是与电子定向运动的方向相反，由e Gf，D 对若增加a光的强度，单位时间内逸出的光电子数增加，但光电子最大初动能不变，E 错【答案】ABD8在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置，如图2-1-6(a)所示，在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图(b)所示则正确的是()【导学号：78220021】图 2-1-6A乙光的频率大于甲光的频率B甲光的波长大于丙光的波长精品教案可编辑C丙光的光子能量小于甲光的光子能量D乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电

7、子最大初动能E乙、丙两种光对应的光电子的最大初动能相等【解析】由爱因斯坦光电效应方程EkhW0及遏止电压的含义可知，hW0eUc，结合题意与图象可以判断，W0相同，U1U2，则三种色光的频率为乙丙甲，故丙光子能量大于甲光子能量，C 错误；同时判断乙光对应光电子的最大初动能等于丙光对应光电子的最大初动能，A、E 正确，D 错误；由c知，乙丙甲，B 正确【答案】ABE9小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图2-1-7甲所示已知普朗克常量h 6.63 10 34J s.图 2-1-7(1)图甲中电极A为光电管的 _(选填“阴极”或“阳极”)(2)实验中测得铷的遏止电压Uc与

8、入射光频率之间的关系如图乙所示，则铷的截止频率c_Hz，逸出功W_J.(3)如果实验中入射光的频率 7.00 1014Hz，则产生的光电子的最大初动能Ek_J.【导学号：78220022】【解析】(1)光电管中光束直接照射的K极为光电管的阴极，所以电极A为光电管的阳极(2)由Uc-图线可知，铷的截止频率c 5.15 1014Hz，金属的逸出功Whc6.63 10 34 5.15 1014 J 3.41 10 19J.精品教案可编辑(3)由光电效应方程EkhW可得产生的光电子的最大初动能Ek 6.63 1034 7.00 1014 J 3.41 1019 J 1.23 10 19 J.【答案】(

9、1)阳极(2)5.15 10143.41 1019(3)1.23 10 1910 A、B两种光子的能量之比为2 1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EkA、EkB.求该金属的逸出功【解析】由光电效应方程可得：EkAEAWEkBEBW又EAEB 2 1，可解得该金属的逸出功WEkA2EkB.【答案】EkA2EkB11 光电管是应用光电效应实现光信号与电信号之间相互转换的装置，其广泛应用于光功率测量、光信号记录、电影、电视和自动控制等诸多方面如图2-1-8所示，C为光电管，B极由金属钠制成(钠的极限波长为5.0 10 7 m)现用波长为4.8 10 7 m 的某单色

10、光照射B极(1)电阻R上电流的方向是向左还是向右？(2)求出从B极发出的光电子的最大初动能(3)若给予光电管足够大的正向电压时，电路中光电流为10 A，则每秒射到光电管B极的光子数至少为多少个？【导学号：78220023】图 2-1-8【解析】(1)B极板上逸出光电子，相当于电源的正极，A为负极，故流过R的电流向左(2)Ekmhchc0精品教案可编辑 6.63 1034 3 108(14.8 10715.0 107)J 1.66 1020 J.(3)每秒电路中流过的电子电荷量qIt 10 106 1 C 1 105 Cnqe1 10 51.6 1019个6.25 1013个【答案】(1)向左(2)1.66 10 20 J(3)6.25 1013个